公路橋梁安全性和耐久性設(shè)計(jì)研究

李杰

廣東省水利水電第三工程局有限公司 廣東 東莞 523000

安全性與耐久性是公路橋梁工程施工建設(shè)中的重要指標(biāo)。通過保證公路橋梁工程建設(shè)的安全性與耐久性，更有利于提升公路橋梁工程整體效果。不過，在實(shí)際工程建設(shè)中，也需認(rèn)識(shí)到公路橋梁工程的復(fù)雜性和系統(tǒng)性特點(diǎn)，把握好影響公路橋梁工程建設(shè)的諸多因素，做好全面考量，在科學(xué)方案和正確技術(shù)工藝指導(dǎo)下，使公路橋梁工程建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)安全和耐久性目標(biāo)。

1 公路橋梁安全性和耐久性設(shè)計(jì)概述和基本要求

1.1 概述

安全性與耐久性是公路橋梁工程建設(shè)中的基礎(chǔ)性考核指標(biāo)。其中，具體分析公路橋梁工程的安全系數(shù)，往往受到多方因素影響，包括但不限于構(gòu)件重要系數(shù)、安全設(shè)計(jì)等級(jí)、構(gòu)件荷載組合等。同時(shí)，在進(jìn)行公路橋梁工程設(shè)計(jì)時(shí)，同樣需要針對(duì)構(gòu)件的扭矩、結(jié)構(gòu)應(yīng)力、彎矩剪力等方面做好把控。

其次，公路橋梁工程耐久性角度來看，往往會(huì)受到工程中所使用混凝土強(qiáng)度、材料等級(jí)和最大含堿量等因素影響。通過保證公路橋梁工程具有較好的耐久性，更有效減少公路橋梁工程的維修次數(shù)，延長公路橋梁工程的使用年限。

目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)性發(fā)展，我國公路橋梁工程總體數(shù)量和規(guī)模均處于上升趨勢。如此一來，也反映出了公路橋梁工程中更多、更復(fù)雜的問題。尤其是從公路橋梁工程設(shè)計(jì)方案的角度來看，未能夠保證公路橋梁工程設(shè)計(jì)方案的標(biāo)準(zhǔn)，造成公路橋梁工程在正式投入使用后，出現(xiàn)了諸多安全和耐久方面的問題[1]。

1.2 基本要求

公路橋梁工程作為一項(xiàng)系統(tǒng)化工程，在公路橋梁工程建設(shè)中，往往受到各個(gè)方面因素的影響，包括但不限于地形因素影響，地質(zhì)因素影響等。如此一來，便很難保證公路橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠真正契合地形。同時(shí)，為能夠使公路橋梁工程設(shè)計(jì)方案達(dá)到更加精確的效果，也需要在進(jìn)行公路橋梁工程設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)工程中所涉及到的結(jié)構(gòu)問題和材料問題做好綜合性分析，保證工程設(shè)計(jì)方案的合理，以此來實(shí)現(xiàn)公路橋梁工程的安全性和耐久性建設(shè)目標(biāo)。

開展公路橋梁工程建設(shè)工作時(shí)，要求從多個(gè)角度分析，重點(diǎn)把控好公路橋梁工程施工現(xiàn)場的地形地貌與橋梁布置，提升工程整體設(shè)計(jì)效果。同時(shí)，也需要關(guān)注周邊環(huán)境以及周邊住戶可能帶給公路橋梁工程建設(shè)的影響。之后，在進(jìn)行公路橋梁工程設(shè)計(jì)時(shí)，確定好公路橋梁工程地基結(jié)構(gòu)的基本使用方式，在方案選擇中，對(duì)更少人力、物力、財(cái)力支出的方案進(jìn)行選擇。

其次，企業(yè)和工作人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，公路橋梁工程建設(shè)期間，環(huán)境是重要的影響因素，也是難以控制的影響因素。因此，這就需要在工程中以更靈活的方式，對(duì)先進(jìn)施工技術(shù)進(jìn)行使用。之后，在確保工程安全防護(hù)到位的基礎(chǔ)上，最大程度削弱來自環(huán)境負(fù)面因素的影響。另外，在機(jī)械設(shè)備選擇中，應(yīng)當(dāng)以有利于運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械設(shè)備為主要考量[2]。

2 公路橋梁安全性和耐久性設(shè)計(jì)問題

2.1 設(shè)計(jì)不完善

設(shè)計(jì)人員開展公路橋梁工程設(shè)計(jì)工作時(shí)，不僅僅是要保證公路橋梁工程的規(guī)范性，也需要對(duì)其結(jié)構(gòu)做好分析，保證結(jié)構(gòu)合理性，以及同時(shí)保證工程中各個(gè)原材料的品質(zhì)。一方面提升工程整體建設(shè)效果；另一方面為工程后期維修養(yǎng)護(hù)創(chuàng)建有利條件。但從實(shí)際情況來看，在開展公路橋梁工程設(shè)計(jì)、施工工作，以及公路橋梁工程正式投入使用后，均會(huì)在不同階段受到諸多因素影響，這就導(dǎo)致了公路橋梁工程的質(zhì)量、安全問題。常見如不明確的承受力線路，不全面的延展性把握，不清晰的測算策略，以及強(qiáng)度不夠的混凝土等。因此，當(dāng)務(wù)之急還需做好公路橋梁工程的系統(tǒng)化分析，保證工程設(shè)計(jì)合理性與完善性。

2.2 施工管理水平低

從導(dǎo)致公路橋梁工程事故問題的原因來看，多是采取了粗放式管理模式，或者不規(guī)范使用了技術(shù)工藝。從公路橋梁工程破壞與塌陷事故來看，也反映為公路橋梁工程的設(shè)計(jì)偏離了標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，或者是材料強(qiáng)度不符合要求。在此基礎(chǔ)上，一些公路橋梁工程在未到達(dá)使用年限時(shí)，便出現(xiàn)了老化問題和損壞問題。

其次，我國當(dāng)前公路橋梁工程施工建設(shè)中，往往很容易出現(xiàn)構(gòu)件開裂問題和保護(hù)層不夠問題。從導(dǎo)致這一問題的原因來看，主要是未能夠針對(duì)工程中混凝土做好有效配合比設(shè)計(jì)以及振搗養(yǎng)護(hù)，或者是未能夠?qū)︻A(yù)應(yīng)力進(jìn)行有效把控。如此一來，便給公路橋梁工程的安全性和耐久性帶來了負(fù)面影響。

2.3 預(yù)應(yīng)力損失

公路橋梁工程中，受到管道壁與預(yù)應(yīng)力之間的相互摩擦影響，往往會(huì)導(dǎo)致工程中臺(tái)座間的應(yīng)力松弛情況。同時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)溫差度后，也會(huì)加劇公路橋梁工程的應(yīng)力破壞。另外，從公路橋梁工程施工建設(shè)期間所使用的材料和錨具來看，同樣很容易受到溫度因素、外部條件因素的影響，進(jìn)而連帶出了壓縮和形變等問題。最后，對(duì)公路橋梁工程混凝土施工進(jìn)行分析，混凝土施工中多伴隨著大量水泥材料應(yīng)用，這使得混凝土具有更明顯的強(qiáng)彈力和高壓縮特點(diǎn)。如此一來，在混凝土收縮期間，也會(huì)連帶出形變問題[3]。

2.4 橫截抗裂性較差

公路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力混凝土往往會(huì)受到彎構(gòu)件因素的影響，然后在各級(jí)別的抗震特性作用下，造成了公路橋梁工程整體預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)影響。之后，基于短期效應(yīng)組合配合應(yīng)用，公路橋梁工程中混凝土結(jié)構(gòu)也會(huì)連帶出正截面的拉應(yīng)力情況，甚至是造成了部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)數(shù)值超出了最大應(yīng)力數(shù)值的情況。另外，在開展公路橋梁工程設(shè)計(jì)工作期間，受到大跨度和結(jié)構(gòu)總重力影響，也多會(huì)選擇應(yīng)用全應(yīng)力結(jié)構(gòu)。

3 公路橋梁安全性和耐久性設(shè)計(jì)措施

3.1 完善耐久度設(shè)計(jì)方案

開展公路橋梁工程耐久性設(shè)計(jì)工作時(shí)，要求工作人員先行把握好公路橋梁工程耐久性相關(guān)的具體要求，然后在要求指導(dǎo)下，保證公路橋梁工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。期間，混凝土作為公路橋梁工程建設(shè)的基礎(chǔ)性材料，還需對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用特性做好分析，方能夠保證結(jié)構(gòu)應(yīng)用達(dá)到更理想效果。

其次，關(guān)注人員操作，保證人員操作的合理、規(guī)范，對(duì)工程施工步驟進(jìn)行有效簡化，以此降低工程中不合理投入，使公路橋梁工程設(shè)計(jì)可達(dá)到更好效益。

3.2 增加保護(hù)層厚度

公路橋梁工程建設(shè)中，保護(hù)層是十分重要的組成部分，也是公路橋梁工程結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)所在。通過合理增加公路橋梁工程的保護(hù)層厚度，能夠削弱來自外界因素干擾造成的工程鋼筋材料負(fù)面影響，包括但不限于腐蝕性影響等，也能夠使公路橋梁工程中的混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到更長的使用壽命。

其次，一并關(guān)注公路橋梁工程中出現(xiàn)的縫隙問題?？p隙問題是造成公路橋梁工程耐久性問題的主要原因，還需工作人員能夠把握好縫隙問題成因，然后針對(duì)縫隙問題進(jìn)行更加科學(xué)、合理地處置。

3.3 做好防水層有效設(shè)計(jì)

公路橋梁工程施工建設(shè)中，往往伴隨著十分豐富的混凝土材料類型，且不同公路橋梁工程在建設(shè)中，也會(huì)有著混凝土材料類型選擇方面的差異。例如，在開展鋪裝作業(yè)時(shí)，便需要企業(yè)應(yīng)用更高密度的混凝土材料。同時(shí)，在開展鋪裝作業(yè)期間，一并針對(duì)鋼筋網(wǎng)做好鋪設(shè)處理。另外，一并針對(duì)混凝土材料做好束縛處理，避免出現(xiàn)混凝土材料開裂問題。

具體來看，施工技術(shù)人員可選擇應(yīng)用復(fù)合纖維材料進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。然后針對(duì)公路橋梁工程中的不同位置，對(duì)其中不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定，把握好防水層設(shè)計(jì)的差異。之后，對(duì)公路橋梁工程中排水管道做好布置，一方面保證公路橋梁工程中排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性；另一方面通過排水系統(tǒng)的運(yùn)行，及時(shí)排出積水[4]。

3.4 重視路橋超載問題

公路橋梁工程設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)關(guān)注公路橋梁工程的超載問題。超載問題的出現(xiàn)，將嚴(yán)重影響到公路橋梁工程的使用壽命，并造成公路橋梁工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞，難以進(jìn)行維修保養(yǎng)。同時(shí)，當(dāng)公路橋梁工程出現(xiàn)超載問題，并造成了內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞后，也很容易在車輛行駛期間產(chǎn)生交通事故，嚴(yán)重威脅人員安全。因此，針對(duì)超載問題進(jìn)行處理，關(guān)鍵在于做好公路橋梁工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.5 提高設(shè)計(jì)質(zhì)量

目前來看，我國公路橋梁工程在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，仍然存在諸多問題，這導(dǎo)致公路橋梁工程的穩(wěn)定性難以得到有效保證。同時(shí)，在公路橋梁工程施工建設(shè)期間，也未能夠針對(duì)工程做好管理，加劇工程質(zhì)量隱患。對(duì)此，要求設(shè)計(jì)人員能夠切實(shí)把握好公路橋梁工程各個(gè)環(huán)節(jié)的情況和問題，切實(shí)把握好公路橋梁工程中材料使用的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)工藝。之后，在這一前提下，對(duì)公路橋梁工程進(jìn)行更加系統(tǒng)地設(shè)計(jì)，并在諸多設(shè)計(jì)方案中，對(duì)最合理的方案進(jìn)行選擇應(yīng)用[5]。

3.6 提升公路橋梁工程抗震性

抗震設(shè)計(jì)是公路橋梁工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性內(nèi)容，也是考核公路橋梁工程安全性和耐久性的重要指標(biāo)。因此，要求設(shè)計(jì)人員能夠重點(diǎn)做好公路橋梁工程的抗震性設(shè)計(jì)，提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。實(shí)踐中，進(jìn)行測算剖析，優(yōu)化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)和型號(hào)選擇，可采取連續(xù)梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。同時(shí)，設(shè)置橋聯(lián)長為3-4孔，并對(duì)多個(gè)制動(dòng)橋墩進(jìn)行設(shè)置。如此一來，可在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，對(duì)地震帶給公路橋梁工程的壓力進(jìn)行有效分散。另外，在不斷增強(qiáng)制動(dòng)墩作用的基礎(chǔ)上，也能夠?qū)崿F(xiàn)中小跨距離的增加以及大跨徑的減少，在面對(duì)山區(qū)地帶地震時(shí)，也能夠削弱帶給公路橋梁工程的負(fù)面影響。

3.7 重視疲勞損傷設(shè)計(jì)

公路橋梁工程投入使用后，因?yàn)楣窐蛄汗こ痰慕Y(jié)構(gòu)受到長期載荷因素影響，很容易導(dǎo)致公路橋梁工程的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)振動(dòng)問題。如此一來，便會(huì)導(dǎo)致公路橋梁工程的疲勞性破壞。之后，變隨著公路橋梁工程磨損面的不斷積累，便會(huì)在公路橋梁工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)位置差生裂紋。其中，從公路橋梁工程建設(shè)初期角度來看，產(chǎn)生的疲勞往往會(huì)連帶出結(jié)構(gòu)方面更大的沖擊力，進(jìn)而發(fā)展成為嚴(yán)重后果。因此，還需設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行公路橋梁工程設(shè)計(jì)時(shí)，能夠重點(diǎn)關(guān)注疲勞損傷問題，做好負(fù)面影響地控制。

3.8 耐久性設(shè)計(jì)

目前，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，在公路橋梁工程建設(shè)期間，所使用的材料種類愈發(fā)多元化。但是，材料應(yīng)用中也會(huì)在各類因素影響作用下，產(chǎn)生形變問題、特性衰退問題，尤其是日益增加的行車壓力，這就在一定程度上削弱了公路橋梁工程的耐久性。對(duì)此，為能夠保證公路橋梁工程的耐久性，關(guān)鍵仍在于先行保證材料的耐久性。

具體來看，公路橋梁工程建設(shè)，混凝土結(jié)構(gòu)是使用數(shù)量最多的材料，當(dāng)其出現(xiàn)了變形問題后，也會(huì)導(dǎo)致公路橋梁工程的結(jié)構(gòu)問題。因此，這就需要公路橋梁工程前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，便針對(duì)材料做好全方位檢測，從源頭處出發(fā)，實(shí)現(xiàn)公路橋梁工程的耐久性保障[6]。

3.9 提升載荷承受能力

設(shè)計(jì)人員在開展公路橋梁工程安全性和耐久性設(shè)計(jì)期間，需能夠重點(diǎn)關(guān)注公路橋梁工程的載荷承受能力。因此，這就需要對(duì)各類因素做好綜合性分析考量，確保工程中各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，均能夠符合實(shí)際情況。

目前，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)性發(fā)展，公路橋梁工程作為我國完整交通運(yùn)輸體系的重要組成部分，其本身面臨的壓力也在不斷增加，并帶來了更加顯著的超載問題。針對(duì)此類問題，一方面是要做好政府部門的政策宣傳，確保各個(gè)執(zhí)法部門能夠針對(duì)公路橋梁工程超載問題做好檢查與改正；另一方面是從公路橋梁工程設(shè)計(jì)角度出發(fā)，通過合理設(shè)計(jì)提高公路橋梁工程載荷承受能力，以此來延長公路橋梁工程的使用壽命[7]。

3.10 樁基設(shè)計(jì)

樁基是公路橋梁工程中的基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)，是否能夠保證樁基的品質(zhì)與質(zhì)量，往往直接關(guān)系著公路橋梁工程的整體效果。因此，這就需要設(shè)計(jì)人員能夠在公路橋梁工程設(shè)計(jì)階段，便針對(duì)公路橋梁工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)做好全面分析考量，然后結(jié)合問題核心，通過應(yīng)用針對(duì)性措施進(jìn)行妥善處理，不斷提高公路橋梁工程樁基的穩(wěn)定性。

具體來看，由于公路橋梁工程所承受的載荷往往十分巨大。因此，在樁基設(shè)計(jì)中，一方面需要對(duì)工程現(xiàn)場的地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行更加全面、細(xì)致地分析；另一方面也需要對(duì)單樁承載力進(jìn)行明確，然后在承載力指導(dǎo)下，對(duì)工程施工方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。之后，在完成樁基作業(yè)后，組織專業(yè)人員進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)，方能夠使公路橋梁工程建設(shè)達(dá)到更理想質(zhì)量[8]。

4 結(jié)束語

綜上所述，開展公路橋梁工程建設(shè)，要求對(duì)公路橋梁工程安全性與耐久性問題做好分析。實(shí)踐中，重點(diǎn)考量公路橋梁工程實(shí)際情況，細(xì)化各類因素造成的公路橋梁工程影響，然后在全面把握工程實(shí)情的基礎(chǔ)上，針對(duì)性設(shè)計(jì)工程建設(shè)方案，保證公路橋梁工程建設(shè)能夠達(dá)到更理想的安全性和耐久性效果。